На прoмышленнoй мини-ТЭЦ «Белый Ручей» в качеcтве тoплива иcпoльзуетcя вoзoбнoвляемый иcтoчник энергии – низкocoртная древеcина, oтхoды леcoзагoтoвки и леcoперерабoтки (oбрезки кругляка, щепу, oпилки, кoру). Применение на мини-ТЭЦ cпециального золоулавливающего оборудования позволяет в двадцать раз cнизить концентрацию древеcной золы в дымовых газах. При обычном же cжигании древеcных отходов на открытых площадках предприятий в атмоcферу попадают деcятки тыcяч тонн золы.
Оcновные техничеcкие и планировочные решения проекта cтроительcтва мини-ТЭЦ разработаны на базе российского оборудования, электрической мощностью 6 МВт и тепловой мощностью 30 МВт (26 Гкал/ч) на древесных отходах. Выработка электрической и тепловой энергии производится по дубль-блочной схеме, включающей в себя два паровых котла с кипящим слоем типа Е-25-3,9-440 («ИНЭКО-БЭМ», Москва–Белгород), предназначенных для сжигания разнообразных древесных отходов, и одну паровую турбину пара типа П-6-35/0,5-1 (КТЗ, г. Калуга). Единичная мощность турбин Калужского завода охватывает ряд от 0,6 до 30 МВт. Это могут быть конденсационные турбины, конденсационные турбины с регулируемым отбором пара на промышленные или отопительные нужды, турбины с противодавлением, турбины с противодавлением и отбором. Сюда же относятся турбогенераторы блочные малой мощности, которые могут быть конденсационными, конденсационными с отбором пара, конденсационными с отбором пара и бойлером для подогрева сетевой воды.
Применение двух котлов принято из соображений удобства эксплуатации, устойчивости работы теплосилового оборудования и надежности энергоснабжения потребителей. Котлоагрегат Е-25-3,9-440 с предтопком кипящего слоя обеспечивает эффективное, экономичное и экологически безопасное сжигание высоковлажных и низкокалорийных топлив, обладает высоким КПД (85-90%).
Технология заключается в организации газификации коро-древесных отходов в предтопке «кипящего слоя» при температуре 700-800°C и дожигании продуктов газификации в топке котла за счет подачи вторичного и донного дутья. Конструкция котла предусматривает
изменение паропроизводительности в диапазоне 50-100% при сохранении номинальных параметров пара. Поддержание номинальных параметров пара будет обеспечено в диапазоне производительности 70-100%.
С целью снижения выбросов в атмосферу древесной золы в газоотводящем тракте котла предусмотрена установка золоулавливающего оборудования – батарейной циклонной установки конструкции ИНЕКО. Опыт эксплуатации этих аппаратов показывает, что эффективность золоулавливания достигает 95% (технология «ИНЭКО» двухстадийного сжигания твердого топлива с предварительной его газификацией в предтопке «кипящего слоя» и дожиганием продуктов газификации в топке котла прошла длительную апробацию на ряде объектов целлюлозно-бумажной отрасли и объектах энергетики Российской Федерации и Республики Беларусь).
Применение на мини-ТЭЦ других видов топлива, кроме древесных отходов, не предусматривается, однако технология кипящего слоя позволяет сжигать в котле различные топлива, такие как низкосортный уголь, торф, лигнин и т.п. Режим работы мини-ТЭЦ – параллельно с энергосистемой через существующую подстанцию 10/35 кВ, выдача мощности потребителям промзоны и поселка – по кабельным линиям на генераторном напряжении. Отпуск тепловой энергии для покрытия тепловых нагрузок промзоны предприятия осуществляется в паре и горячей воде, отопительной нагрузки поселка – в горячей воде. Срок окупаемости подобного проекта составляет с начала эксплуатации от 8 до 12 лет и уменьшается с ростом величины тепловой нагрузки.
Критерием оценки эффективности проекта строительства мини-ТЭЦ на древесных отходах должны являться не только показатели финансовой эффективности. Не менее важны аспекты энергосбережения и экологии, а именно сооружение комбинированного источника электро- и теплоснабжения, использующего возобновляемое органическое топливо, которое ранее просто сжигалось или уничтожалось в процессе естественного гниения.
Экономическая привлекательность проектов строительства мини-ТЭЦ обусловлена тем обстоятельством, что все компоненты станции могут изготавливаться отечественными производителями, в частности такими, как Бийский, Белгородский и Барнаульский котельные заводы,
Калужский турбинный завод и др.
Общепризнано, что сжигание биотоплива различного происхождения в кипящем слое является универсальной технологией. Она обладает наибольшей эффективностью при использовании высоковлажных низкокалорийных отходов разной крупности и состава.
Последнее особенно важно для предприятий с большим выходом кородревесных отходов, например ЦБК. До настоящего времени эти отходы утилизируются на механических колосниковых решетках, разработанных еще в 1960-х гг. Сжигание коры на них требует подсветки факела жидким топливом. Сегодня из-за резкого удорожания мазута стало практически неизбежным применение новых технических решений по сжиганию таких отходов, базирующихся на технологиях кипящего слоя. Они позволяют без использования мазута обеспечивать эффективное сжигание кородревесных отходов влажностью до 65-70%.
Богатый опыт применения технологии кипящего слоя свидетельствует о ее высокой эффективности и минимальном вредном воздействии на биосферу. При строительстве новых энергоисточников часто исходят из необходимости обязательной утилизации местного биотоплива, доля которых в выработке энергии на данном объекте может доходить до 60-80%. При этом могут применяться два способа совместного сжигания базового топлива (как правило, угля) и отходов. Наиболее простым является смешение угля и биомассы на складе топлива. Если данный способ неприемлем, то применяется раздельная подача угля и биомассы. Наиболее приспособленными для совместного сжигания ископаемых топлив и биомассы являются котлы с кипящим слоем.
В последнее время отмечается постоянный рост цен на органическое топливо и, как следствие, рост тарифов на электроэн
ергию. В этой связи возможность применения в энергетике нетрадиционных и возобновляемых источников энергии представляет все больший интерес. Технологии использования ВИЭ и, в частности, древесных отходов, решают острейшие проблемы утилизации с сохранением экологической обстановки. При этом не только экономится ископаемое топливо (уголь, нефть, природный газ), но и снижаются вредные выбросы в атмосферу. Согласно Киотскому протоколу, в случае сжигания древесных отходов выбросы двуокиси углерода не учитываются. Для стимулирования использования ВИЭ, и, прежде всего биомассы, государствами Евросоюза приняты директивы, согласно которым энергия, получаемая из биомассы, налогом не облагается.
Ольга СТЕПАНЦЕВА
